TWI679331B - 通風採光模組 - Google Patents

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TWI679331B TW107127066A TW107127066A TWI679331B TW I679331 B TWI679331 B TW I679331B TW 107127066 A TW107127066 A TW 107127066A TW 107127066 A TW107127066 A TW 107127066A TW I679331 B TWI679331 B TW I679331B
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林宥絍
Yu Jen Lin
陳瑋鑫
Wei Hsin Chen
李志文
Chih Wen Lee
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光大光學股份有限公司
Big Light Optics Co., Ltd.
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Abstract

本發明提供一種通風採光模組，其包括一通風孔及一第一採光罩。通風孔包括一上開口及一相對於上開口的下開口，下開口具有一第一直徑，上開口具有一第二直徑，且上開口及下開口之間的距離具有一小於第一直徑的高度。第一採光罩固定覆蓋於通風孔之上開口的一側，且相對於下開口，第一採光罩與通風孔之間具有一排風通道。其中，第一採光罩具有一第三直徑，通過第一直徑、第二直徑及第三直徑的尺寸設計，達到最佳散熱通風及採光效果。

Description

通風採光模組
本發明關於一種自然排熱導光系統(Sunlight & Ventilation System,SVS)，特別是關於一種藉著通風孔及採光罩之尺寸設計關係的通風採光模組，以達到最佳散熱通風及採光效果。
隨著建築邁向綠色能源設計，大量利用百葉窗、天窗及天井等設計，以達到生活節能中必備的採光及散熱通風效果。一般天窗或天井可通過手動或電動開關，但遇上東南亞普遍潮濕炎熱的天氣，若遇到下雨天則必須關閉天井或天窗，無法有效達到散熱排風的效果，更難以解決自然光直射至室內產生光斑等問題。
為了解決排風散熱問題，目前亦可常見利用導光管及通風管架設於屋頂上，但導光管及通風管的管道無法共用且需要分開開孔，造成架設成本增加。另外，市面上可常見採用透明通風球架設於屋頂或天花板上，但這種架構通風球的動件容易損壞，此外根據實際測試結果，其容易導致室外的自然風容易大量灌入，無法有效排除熱風。因此，如何解決上述問題，提供一種自然排熱導光系統(Sunlight & Ventilation System,SVS)，能夠有效在生活日常中節能，善用自然光照射以及自然風進行氣流調節，來達到採光、散熱排熱等效果，是一大課題。
一般排風設計結構希望將外面的風擋住，防止外面的風干擾熱對流的排風。為了解決上述問題，本發明之通風採光模組是要利用外側的風加速裡側的風排除，利用的原理是外側的風撞到下方圓罩，會加速向上方跑，因此在圓罩型的通風孔之中心挖空處(上開口)會因為白努力運動產生了弱真空區，把裡側的風加速往上排放，並配合上方之採光罩的形狀、距離、曲率，都會對整體排風效率有所影響。
為了達到上述目的，本發明實施例提供一種通風採光模組。通風採光模組包括一通風孔及一第一採光罩。通風孔包括一上開口及一相對於上開口的下開口，下開口具有一第一直徑D1，上開口具有一第二直徑DH1，第一直徑D1與第二直徑DH1之關係為1/5*D1<DH1<D1，且上開口及下開口之間的距離為一第一高度H1，第一高度H1是小於第一直徑(H1<D1)。第一採光罩通過一支架固定覆蓋於通風孔之上開口的一側，且相對於下開口，支架使得第一採光罩該通風孔之間具有一排風通道。其中，第一採光罩的面積具有一第三直徑D2，下開口之第一直徑D1、上開口之第二直徑DH1與第一採光罩之第三直徑的關係為DH1<D2<3*D1。
在一實施例中，通風孔的下開口之第一直徑的範圍位於100公釐(mm)至10000公釐(mm)之間。
在一實施例中，通風採光模組更包括一五溝浪板，通風孔設置於五溝浪板上。在另一實施例中，通風孔是由一五溝浪板所構成。
在一實施例中，第一採光罩之形狀是選自由平板、突起的圓盤、錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體所組成之形狀。
在一實施例中，第一採光罩具有一第二高度H2，第二高度小於第三直徑的二分之一(0<H2<½*D2)，且第一採光罩及下開口之間的距離為一第三高度H3，第三高度H3與第一高度H1、第二高度H2及第三直徑D2之關係為(H1-H2)<H3<(H1+½*D2)。
在另一實施例中，第一採光罩為平板狀，第一採光罩及下開口之間的距離為一第三高度H3，該第三高度H3與該第一高度H1及該第三直徑D2之關係為H1<H3<(H1+½*D2)。
在一實施例中，通風孔具有一網孔蓋，網孔蓋覆蓋於上開口上。在另一實施例中，通風孔與網孔蓋為一體成型，網孔蓋採用沖孔製程直接於通風孔之上開口位置構成。
在一實施例中，通風採光模組更包括一散射片，散射片設置於通風孔之下開口下方，且散射片之直徑大於下開口之第一直徑D1。
在一實施例中，通風採光模組更包括一導光管，導光管連接於下開口。導光管相對於下開口之另一側連接一出光罩。其中出光罩與導光管具有一間距。出光罩在本實施例中可以是一散射片，或是令出光罩之下表面具有噴塗、塗佈、摻雜或燒結光觸媒、光催化劑等吸收光線對空氣產生淨化或消毒或除臭之材料。
在一實施例中，通風採光模組更包括一第二採光罩，第二採光罩具有一第二開口，第二採光罩圍繞於第一採光罩的外側，第二開口位於相對於通風孔之上開口的一側。第二採光罩之底部與通風孔之下開口外側相連接。
在一實施例中，通風採光模組更包括一第三採光罩，通過一 第二支架固定覆蓋於第二採光罩之第二開口的一側，第二支架使得第二採光罩與第三採光罩之間具有一第二排風通道。其中第三採光罩之形狀是選自由平板、突起的圓盤、錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體所組成之形狀。
當通風採光模組所在外側無自然風，其可靠熱對流排熱風；當外側有自然風時，依照流體力學，通風採光模組之形狀與尺寸設計會引導裡側的風往外帶。本發明之通風採光模組是一種自然排熱導光系統(Sunlight & Ventilation System,SVS)，利用自然光照明與自然風排熱並結合燈具。本發明利用採光罩維持原有之高效率集光效果，更結合縮流效應利用自然風帶動通風孔中熱氣，增強浮力通風的排熱效果而有效節能，後續更能結合太陽能發電與風扇配合使用，達到主動式排風功能。
1、2、3、4‧‧‧通風採光模組
15‧‧‧導光管
10‧‧‧通風孔
101‧‧‧上開口
102‧‧‧下開口
103‧‧‧網孔蓋
11、11a、11b、11c、17、19‧‧‧支架
12、12a‧‧‧第一採光罩
13‧‧‧五溝浪板
14、14a‧‧‧第二採光罩
141‧‧‧開口
142‧‧‧開孔
16‧‧‧第三採光罩
18‧‧‧散射片
20‧‧‧出光罩
D1‧‧‧第一直徑
DH1‧‧‧第二直徑
D2‧‧‧第三直徑
H1‧‧‧第一高度
H2‧‧‧第二高度
V‧‧‧排風通道
S‧‧‧直射光
S’‧‧‧出射光
圖1是本發明第一實施例中一種通風採光模組的尺寸關係示意圖。
圖2是本發明第一實施例中一種通風採光模組加上散射片的示意圖。
圖2a是本發明第一實施例中一種通風採光模組加上五溝浪板的示意圖。
圖2b是本發明第一實施例中一種通風採光模組加上五溝浪板及導光管的示意圖。
圖2c是本發明第一實施例中一種通風採光模組的變化示意圖。
圖3是本發明第二實施例中一種通風採光模組的示意圖。
圖4是本發明第三實施例中一種通風採光模組的示意圖。
圖5是本發明第四實施例中一種通風採光模組的示意圖。
有關本發明前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明並非是用於限制本發明。
請參考圖1，是本發明第一實施例中一種通風採光模組的尺寸關係示意圖。本發明之通風採光模組是一種自然排熱導光系統(Sunlight & Ventilation System,SVS)。通風採光模組1包括一通風孔10及一第一採光罩12，通風孔10用於加強採光及通風，第一採光罩12除了採光亦可遮蔽雨水等。通風孔10可直接開設於屋頂或天花板處，以將室外自然光及自然風導入室內，利用自然光照明與自然風排熱，另可配合其他燈具使用，達到室內生活節能效果。
通風孔10包括一上開口101及一相對於上開口101的下開口102，下開口102具有一第一直徑D1，上開口101具有一第二直徑DH1，第一直徑D1與第二直徑DH1之關係為1/5*D1<DH1<D1，且上開口101及下開口102之間的距離為一第一高度H1，第一高度H1是小於第一直徑(H1<D1)。
第一採光罩12通過一支架(未圖示)固定覆蓋於通風孔10之上開口101的一側，且相對於下開口102，於本實施例中第一採光罩12位於通風孔10的上方。支架使得第一採光罩12與通風孔10之間具有一排風通道V。 其中，第一採光罩12的面積具有一第三直徑D2，下開口102之第一直徑D1、上開口101之第二直徑DH1與第一採光罩12之第三直徑D2的關係為DH1<D2<3*D1。在本實施例中，通風孔10的下開口102之第一直徑D1的範圍位於100公釐(mm)至10000公釐(mm)之間。
本發明之通風採光模組是利用室外的自然風加速裡側的熱風排除，其利用原理是外側的風撞到下方的通風孔10，經由排風通道V而加速向上方跑，因此在通風孔10之上開口101(中心挖空處)會因為白努力運動產生了弱真空區，把裡側的風加速往上排放，並配合上方之第一採光罩12的形狀、距離、曲率等尺寸設計，都會對整體排風效率有所影響。
在一實施例中，第一採光罩12之形狀是選自由平板、突起的圓盤、錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體所組成之形狀。於本發明實施例中第一採光罩12之形狀並未如圖式限制為突起的圓盤、球面等圓形結構，當第一採光罩12為非圓形結構時，其第三直徑D2則依據其底面積來定義，分別依據金字塔形或錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體等形體的底面積來找出平均直徑。
在本實施例中，第一採光罩12為突起結構，其具有一第二高度H2，第二高度小於第三直徑的二分之一(0<H2<½*D2)，且第一採光罩12及下開口102之間的距離為一第三高度H3，第三高度H3與第一高度H1、第二高度H2及第三直徑D2之關係為(H1-H2)<H3<(H1+½*D2)。
在一實施例中，通風孔10及第一採光罩12在製程時，其材質可直接摻雜吸熱材料，或在其表面噴塗吸熱材料，使其放置於自然光下時，通風孔10及第一採光罩12可被加熱因而提高周遭空氣的溫度，進而帶動並 加速熱對流效果。
在一實施例中，通風孔10及第一採光罩12具有透光之散射特性，其可採用噴砂等散射處理或選用透光的散射材料來製成。如此一來，可有效避免造成直射的自然光直接照入室內而造成室內照明光塊或眩光等問題，使得室內照明更均勻。
如圖2所示，是本發明第一實施例中一種通風採光模組加上散射片的示意圖。第一採光罩12通過支架11固定覆蓋於通風孔10之上開口101的一側，支架11使得第一採光罩12與通風孔10之間具有一排風通道V。通風採光模組1更包括一散射片18，設置於下開口102之下方，且散射片18之直徑大於下開口102之第一直徑D1。於本實施例中，散射片18是通過支架17設置於下開口102之下方，使得散射片18與下開口102具有間距，讓室內熱風可以經由排風通道V排風。通過於通風孔10的底部加一片比下開口102還大的散射片18，並留好通風空間，可以有效避免造成直射光S直接照入室內，亦可有效避免直射光S直接進入室內而造成室內照明光塊或眩光等問題，使得室內出射光S’照明更均勻。其中，散射片18之向下表面可噴塗、塗佈、摻雜或燒結光觸媒、光催化劑等可吸收光線對空氣產生淨化或消毒或除臭之材料。
在一實施例中，固定支架11或17可以使用沖孔網板材製作，使其更美觀且堅固。
在一實施例中，通風孔10具有一網孔蓋103，網孔蓋103覆蓋於上開口101上。網孔蓋103可以是紗網或沖孔但不限於此，其目的是為了避免蚊蟲或大型塵粒透過上開口101進入室內。因此，通風孔10與網孔蓋103更 可利用製程一體成型。
如圖2a所示，是本發明第一實施例中一種通風採光模組加上五溝浪板的示意圖。通風採光模組1更包括一五溝浪板13，通風孔10設置於五溝浪板13上。此架構可有效防止漏水問題，並能引導排風效應。在另一實施例中，通風孔10是由五溝浪板13一體成型所構成。
請同時參照圖1及2b所示，圖2b是本發明第一實施例中一種通風採光模組加上五溝浪板13及導光管15的示意圖。通風採光模組1更包括一導光管15，導光管15連接於下開口102。導光管15相對於下開口102之另一側連接一出光罩20。本發明實施例通過支架19將出光罩20設置於通風孔10之下方，使得出光罩20與導光管15具有一間距，確保排風通道V可以暢通。於本實施例中，出光罩20可以是一散射片，有效避免造成直射的自然光直接照入室內而造成室內照明光塊或眩光等問題，使得室內照明更均勻。出光罩20之向下表面可噴塗、塗佈、摻雜或燒結光觸媒、光催化劑等可吸收光線對空氣產生淨化或消毒或除臭之材料。
同時參考圖1及圖2c，圖2c是本發明第一實施例中一種通風採光模組的變化示意圖。通風採光模組1包括一通風孔10及一第一採光罩12a。將圖1中的第一採光罩12變化成本實施例中平板狀的第一採光罩12a，可有效降低成本。通風孔10包括一上開口101及一相對於上開口101的下開口102，下開口102具有一第一直徑D1，上開口101具有一第二直徑DH1，第一直徑D1與第二直徑DH1之關係為1/5*D1<DH1<D1，且上開口101及下開口102之間的距離為一第一高度H1，第一高度H1是小於第一直徑(H1<D1)。第一採光罩12a通過支架11a固定覆蓋於通風孔10之上開口101的一側， 且相對於下開口102，於本實施例中第一採光罩12a位於通風孔10的上方。支架11a使得第一採光罩12a與通風孔10之間具有一排風通道V。其中，第一採光罩12a的面積具有一第三直徑D2，下開口102之第一直徑D1、上開口101之第二直徑DH1與第一採光罩12之第三直徑D2的關係為DH1<D2<3*D1。在本實施例中，第一採光罩12a為平板結構，第一採光罩12a及下開口102之間的距離為第三高度H3，則第三高度H3與第一高度H1及第三直徑D2之關係為H1<H3<(H1+½*D2)。在本實施例中，通風孔10也可具有網孔蓋103，網孔蓋103覆蓋於上開口101上。網孔蓋103可以是紗網或沖孔但不限於此，其目的是為了避免蚊蟲或大型塵粒透過上開口101進入室內。因此，通風孔10與網孔蓋103更可利用製程一體成型。
請參照圖3及圖4，分別是本發明第二及第三實施例中一種通風採光模組2及3的示意圖。通風採光模組2、3除了上述圖2c所示之通風孔10及第一採光罩12a，更包括一第二採光罩14、14a，皆具有一開口141，第二採光罩14、14a圍繞於第一採光罩12a的外側，開口141位於相對於通風孔10之上開口101的一側，且開口141與通風孔10及第一採光罩12a之間的排風通道V相連通。通過第二採光罩14、14a的設置，可以有效防止風倒灌；另外為了避免雨水潑入開口141而積水於通風孔10外側與第二採光罩14、14a內，第二採光罩14、14a的底部靠近通風孔10之下開口處設置有複數個開孔142，以供排水。
在圖3所示之第二實施例中，第二採光罩14之底部與通風孔10之下開口(未標示)外側相連接。
在圖4所示之第三實施例中，第二採光罩14a之底部鄰近通 風孔10之下開口102但並未與通風孔10之下緣連接。於本實施例中，通風孔10是由五溝浪板13一體成型而構成。
如圖5所示，是本發明第四實施例中一種通風採光模組4的示意圖。通風採光模組4除了圖4所示之由五溝浪板13一體成型的通風孔10、第一採光罩12a及第二採光罩14a，更包括一第三採光罩16，以加強雨遮功能，達到抵擋暴雨的效果。本實施例中，第一採光罩12a是通過支架11b固定於第二採光罩14a的下方，第三採光罩16則通過支架11c固定覆蓋於第二採光罩14a之第二開口141的一側，支架11b、11c使得通風孔10與採光罩12a、14a、16之間具有排風通道V。其中第三採光罩16之形狀是選自由平板、突起的圓盤、錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體所組成之形狀。
上述幾種實施例的通風採光模組皆可配置導光管，將光導引至室內深處。當通風採光模組所在外側無自然風，其可靠熱對流排熱風；當外側有自然風時，依照流體力學，通風採光模組之形狀與尺寸設計會引導裡側的風往外帶。本發明之通風採光模組是一種自然排熱導光系統(Sunlight & Ventilation System,SVS)，利用自然光照明與自然風排熱並結合燈具。本發明利用採光罩維持原有之高效率集光效果，更結合通風孔設計出縮流效應，利用自然風帶動通風孔中熱氣，增強浮力通風的排熱效果而有效節能，後續更能結合太陽能發電與風扇配合使用，達到主動式排風功能。

Claims (20)

  1. 一種通風採光模組，包括：一透光的圓罩型通風孔，包括：一上開口；以及，一相對於該上開口的下開口，該下開口具有一第一直徑D1，該上開口具有一第二直徑DH1；其中，該第一直徑D1與該第二直徑DH1之關係為1/5*D1<DH1<D1，且該上開口及該下開口之間的距離為一第一高度H1，該第一高度是小於該第一直徑；一導光管，該導光管之一側連接於該下開口；以及，一第一採光罩，通過一支架固定覆蓋於該上開口的一側，且相對於該下開口，該支架使得該第一採光罩與該通風孔之間具有一排風通道，其中，該第一採光罩的面積具有一第三直徑D2，該第一直徑D1、該第二直徑DH1與該第三直徑之關係為DH1<D2<3*D1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該通風孔的該下開口之該第一直徑的範圍位於100公釐(mm)至10000公釐(mm)之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，更包括一五溝浪板，該通風孔設置於該五溝浪板上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該通風孔是由一五溝浪板所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該第一採光罩之形狀是選自由平板、突起的圓盤、錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體所組成之形狀。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的通風採光模組，其中該第一採光罩具有一第二高度H2，該第二高度小於該第三直徑的二分之一，且該第一採光罩及該下開口之間的距離為一第三高度H3，該第三高度H3與該第一高度H1、該第二高度H2及該第三直徑D2之關係為(H1-H2)<H3<(H1+½*D2)。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的通風採光模組，其中該第一採光罩及該下開口之間的距離為一第三高度H3，該第三高度H3與該第一高度H1及該第三直徑D2之關係為H1<H3<(H1+½*D2)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該通風孔具有一網孔蓋，該網孔蓋覆蓋於該上開口上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的通風採光模組，其中該通風孔與該網孔蓋為一體成型。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該導光管相對於該下開口之另一側連接一出光罩。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的通風採光模組，其中該出光罩與該導光管具有一間距。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的通風採光模組，其中該出光罩之下表面具有噴塗、塗佈、摻雜或燒結光觸媒、光催化劑等吸收光線對空氣產生淨化或消毒或除臭之材料。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，更包括一散射片，設置於該下開口之下方，且該散射片之直徑大於該下開口之該第一直徑D1。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，更包括一第二採光罩，具有一第二開口，該第二採光罩圍繞於該第一採光罩的外側，該第二開口位於相對於該通風孔之該上開口的一側，且該第二開口與該排風通道相連通。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的通風採光模組，其中該第二採光罩之底部與該通風孔之該下開口外側相連接。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的通風採光模組，其中該第二採光罩之底部靠近該通風孔之該下開口處具有複數個開孔。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的通風採光模組，更包括一第三採光罩，通過一第二支架固定覆蓋於該第二採光罩之該第二開口的一側，該第二支架使得該第二採光罩與該第三採光罩之間具有一第二排風通道。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的通風採光模組，其中該第三採光罩之形狀是選自由平板、突起的圓盤、錐狀、四方體、梯形體、五角體、六角體所組成之形狀。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該通風孔及該第一採光罩之材質是摻雜吸熱材料，或是在該通風孔及該第一採光罩之表面噴塗吸熱材料。
  20. 如申請專利範圍第1項所述的通風採光模組，其中該通風孔及該第一採光罩之材質是透光的散射材料，或是經過散射處理。
TW107127066A 2018-08-03 2018-08-03 通風採光模組 TWI679331B (zh)

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